开关磁阻发电机并联均流控制研究

发布时间：2017-09-18 17:31

  本文关键词：开关磁阻发电机并联均流控制研究

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【摘要】：开关磁阻电机转子无绕组、无永磁体,具有结构简单坚固、高容错、高可靠性等特点,能够方便的实现起动和发电功能,在航空领域中,开关磁阻起动/发电系统应用日益广泛,并具有很大的发展潜能。随着飞机用电量的增加,需要的电网容量也越来越大,用一台发电机供电已经不能满足要求,需要将两台或多台发电机并联输出提高电源容量,若不采用均流控制策略,往往会导致发电机之间输出功率不均衡,影响电机和控制系统的性能。本文以两台三相12/8开关磁阻电机为主要研究对象进行并联均流控制研究,实现两台发电机的输出均流,提高了系统的可靠性。本文首先介绍了开关磁阻电机的发展和国内外研究现状,分析了电机的工作原理、数学模型以及发电特性,介绍了开关磁阻发电机的控制策略。其次在Matlab/Simulink中建立了开关磁阻发电机的系统模型。研究了开通、关断角对发电性能的影响,对不同转速下的开通关断角进行了优化;进行了单台发电机调压仿真研究,在此基础上,进行两台发电机的并联仿真。介绍了目前国内外文献中提出的多种并联均流控制方法,对比了各个方法的优缺点,结合开关磁阻起动/发电系统的特点,将最大电流均流法应用到开关磁阻发电机并联系统中,通过仿真验证了方案的可行性和准确性。最后根据系统的功能要求,搭建了开关磁阻起动/发电机系统的软硬件平台。完成了DSP和CPLD相关软件的设计与调试,着重介绍了基于CAN总线实现均流策略的软硬件设计。在上述平台的基础上,实现了开关磁阻电机起动发电功能,完成了两台发电机输出并联均流实验,实验结果表明,该均流方案能够很好的实现两台发电机的均流控制,方案的合理性得到验证。
【关键词】：开关磁阻发电机 Matlab/Simulink建模 均流控制 CAN通信
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM352
【目录】：

• 摘要4-5
• 英文摘要5-13
• 注释表13-14
• 第一章绪论14-19
• 1.1 引言14
• 1.2 开关磁阻电机的发展14
• 1.3 开关磁阻电机的特点及研究现状14-16
• 1.4 开关磁阻起动/发电系统16
• 1.5 发电机并联技术16-17
• 1.6 课题研究的意义17
• 1.7 课题研究的内容17-19
• 第二章开关磁阻发电机工作原理及控制19-29
• 2.1 引言19
• 2.2 开关磁阻发电机系统19-21
• 2.3 开关磁阻发电机工作原理21-22
• 2.3.1 发电机励磁模式21
• 2.3.2 发电机运行机理21-22
• 2.4 开关磁阻发电机数学模型22-26
• 2.4.1 开关磁阻电机电感模型22
• 2.4.2 开关磁阻电机机电能量转换机理22-25
• 2.4.3 开关磁阻电机发电特性25-26
• 2.5 开关磁阻发电机的控制策略26-28
• 2.5.1 角度控制方案26
• 2.5.2 脉宽调制控制方案26-27
• 2.5.3 电流斩波控制方案27-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章开关磁阻发电机系统并联建模29-41
• 3.1 引言29
• 3.2 开关磁阻发电机系统建模29-32
• 3.2.1 发电机调压系统29-30
• 3.2.2 开关磁阻发电机建模30-32
• 3.3 单台发电机系统仿真32-34
• 3.3.1 开关角对开关磁阻发电机性能的影响32-34
• 3.3.2 闭环仿真34
• 3.4 发电机均流控制34-40
• 3.4.1 发电机并联分析34-35
• 3.4.2 并联均流控制技术35-37
• 3.4.3 两台发电机未采用均流方案并联仿真37
• 3.4.4 发电机采用均流控制方案建模37-38
• 3.4.5 发电机并联均流仿真38-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章开关磁阻发电机系统软硬件设计41-50
• 4.1 前言41
• 4.2 系统硬件部分41-44
• 4.2.1 电机及相关模块41
• 4.2.2 控制系统硬件设计41-44
• 4.3 控制系统软件部分44-49
• 4.3.1 时基管理44-45
• 4.3.2 中断及角度计算45-46
• 4.3.3 数字调节器46-47
• 4.3.4 AD采样和DA输出47-48
• 4.3.5 SCI通讯48
• 4.3.6 CPLD综合48-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第五章开关磁阻发电机并联均流控制软硬件设计50-55
• 5.1 前言50
• 5.2 并联系统硬件构成50-51
• 5.3 基于CAN通讯的模块并联51-54
• 5.3.1 CAN总线51
• 5.3.2 CAN通讯协议51-52
• 5.3.3 CAN总线硬件设计52-53
• 5.3.4 CAN总线软件设计53-54
• 5.3.5 均流环软件设计54
• 5.4 本章小结54-55
• 第六章实验及结果分析55-61
• 6.1 实验准备55-57
• 6.2 开关磁阻电机电动实验57
• 6.3 开关磁阻电机发电实验57-58
• 6.4 两台发电机并联实验58-60
• 6.4.1 未采用均流控制59
• 6.4.2 采用均流控制59-60
• 6.5 本章小结60-61
• 第七章总结与展望61-63
• 7.1 全文总结61
• 7.2 进一步展望61-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文68

【参考文献】

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本文编号：876881